Televisie heeft een radicale transformatie ondergaan sinds het voor het eerst tot leven kwam. We keken naar de verschuiving van korrelige zwart-wituitzendingen naar levendige kleurenschermen. Fabrikanten gingen vervolgens op zoek naar grotere formaten en experimenteerden met projectiemethoden die uiteindelijk plaats maakten voor de flatpanelrevolutie. De afgelopen twintig jaar zijn LCD- en plasmapanelen gekrompen van kamervullende dozen tot strakke platen van slechts een paar centimeter dik. We bezitten nu 61-inch toestellen die high-definition televisie (HDTV) zo scherp en zo levendig kunnen weergeven dat de afzonderlijke pixels verdwijnen. Het beeld voelt solide aan. Echt.
Maar als een scherm groot genoeg wordt om een muur te vervangen, waar gaat de innovatie dan naartoe?
Het antwoord kan bekend aanvoelen omdat het oud nieuws is, gekleed in een nieuwe bril. We hebben het over 3D-televisie.
De historische cyclus van 3D
Dit is niet de eerste keer dat de industrie probeert ons naar de derde dimensie te trekken. Het publiek werd voor het eerst blootgesteld aan 3D-technologie in 1922 met de release van ‘The Power of Love’. Of mensen het destijds een nieuwigheid of een gimmick vonden, is voor de geschiedenis verloren gegaan, maar het leidde tot een cyclische fascinatie die weigert te sterven.
De volgende grote hausse kwam in de jaren vijftig. Studio’s probeerden wanhopig bioscoopbezoekers weg te lokken van hun huiskamersets. Ze vertrouwden niet alleen op beeld; ze vertrouwden op spektakel. B-filmproducenten introduceerden tientallen gimmicks om de meeslepende ervaring te verbeteren. Sommige theaters installeerden trilplaten in stoelen om schokken te simuleren. Anderen lieten tijdens vertoningen opblaasbare skeletten langs zip-lijnen glijden. Vergeleken met die chaotische stunts leek het dragen van een kartonnen anaglyph-bril in vergelijking tam.
3D op de home entertainment-markt
Ondanks de lange geschiedenis van Hollywood met dit format, heeft 3D moeite om een significante deuk te maken in home entertainment. We hebben sporadische 3D-televisie-afleveringen en specials gezien. Er is een nichemarkt voor 3D-dvd’s. Toch bleef het voor de meeste consumenten eerder een curiosum dan een standaard.
Tekenen van de Consumer Electronics Show van 2009 wezen echter op een verschuiving. De populariteit van specifieke 3D-exposities gaf aan dat fabrikanten deze technologie serieus naar de huiskamer wilden brengen. Het doel was niet alleen om een film te vertonen; het was bedoeld om een illusie te creëren die zo overtuigend was dat kijkers hun hand zouden kunnen uitstrekken om de beelden op hun scherm aan te raken.
Zien in drie dimensies
Waarom platte schermen er plat uitzien (en hoe we dit repareren)
Je staart naar een appel. Het heeft volume. Je kunt er omheen lopen. Kijk nu eens naar een foto van die appel op je monitor. Het is een rechthoek van pixels. De randen zijn scherp. De diepte is verdwenen. Waarom accepteren je hersenen de echte appel als een 3D-object, maar verwerpen ze de digitale versie als plat?
Het komt neer op convergentie.
Als je iets van dichtbij bekijkt, keren je ogen fysiek naar binnen. De lichtstralen die elk oog binnenkomen, zijn niet langer evenwijdig. Ze steken over. Je hersenen meten die kruisingshoek. Het berekent de inspanning die uw oogspieren hebben geleverd. De hersenen gebruiken deze gegevens om de afstand te schatten. Meer convergentie betekent een grotere nabijheid.
Een televisiescherm doorbreekt deze lus. Het scherm is een vast vlak, meestal twee meter verderop. Maar een 3D-film vertelt je hersenen dat het object een halve meter voor het glas zweeft. Je ogen convergeren naar het nabije object, maar concentreren zich op het verre scherm. Deze discrepantie is de reden waarom 3D u hoofdpijn bezorgt. Het creëert een zintuiglijk conflict. Je ogen doen één ding. Je hersenen voelen een ander.
Technologie lost dit op door elk oog een iets ander beeld te geven. Maar hoe scheid je die beelden, zodat ze niet vervagen tot een puinhoop? Je filtert het licht.
Passieve brillen en de kleurentruc
In de commerciële wereld vallen glazen in twee emmers. Passief. Actief.
Passieve brillen zijn goedkoop. Ze vertrouwen op eenvoudige natuurkunde. Je hebt ze waarschijnlijk gebruikt. Het klassieke voorbeeld is de anaglief.
Anaglyph komt van het Griekse anáglyphos, wat bas-reliëfsculptuur betekent. Het steekt iets uit de achtergrond. Bij film projecteert het lichtjes in je gezicht.
Deze bril maakt gebruik van gekleurde lenzen. Meestal rood en cyaan. Of rood en blauw. Bekijk een anagliefafbeelding zonder bril. Je ziet twee overlappende frames. Eén heeft een blauwe tint. De andere heeft rood. Ze zijn gecompenseerd.
Zet de bril op. De rode lens blokkeert het rode licht. Het laat alleen het blauw getinte beeld door. De blauwe lens blokkeert het blauwe licht. Het laat alleen het rood getinte beeld door.
Je linkeroog ziet één frame. Je rechteroog ziet het andere.
Je brein plakt ze aan elkaar. Het creëert een enkel beeld met diepte. Maar weet je nog dat focusprobleem? Je ogen staren nog steeds naar het scherm. Ze komen samen op een punt dat niet overeenkomt met de fysieke locatie van het scherm. De illusie werkt. De spanning blijft.
Gepolariseerd licht: een schonere ervaring
Anagliefen zijn goedkoop maar lelijk. De kleuren zijn vervaagd. Je verliest details. Bioscopen gingen verder. Ze maken gebruik van polarisatie.
Gepolariseerde brillen filteren lichtgolven op basis van hun oriëntatie. Licht trilt in alle richtingen. Een polarisatiefilter blokkeert alle golven behalve de golven die op één lijn liggen met zijn as.
De projector gooit twee beelden op het scherm. Eén is horizontaal gepolariseerd. De andere verticaal. Of, in de moderne digitale cinema, maken ze gebruik van circulaire polarisatie. Links-circulair en rechts-circulair.
De bril is voorzien van bijbehorende filters.
De linkerlens laat alleen linkscirkelvormig licht door. De rechterlens laat alleen rechtscirkelvormig licht door. Elk oog ziet alleen het toegewezen beeld. De kleuren blijven waar. Het contrast blijft hoog. Het is een betere ervaring.
Er is een vangst. Je kunt niet zomaar een gepolariseerde bril kopen voor je tv in de woonkamer. De meeste standaardschermen projecteren geen gepolariseerd licht. Je zou de tv moeten bedekken met een speciale film. Of vervang het scherm geheel. Daarom blijft polarisatie in de bioscoop.
Het actieve alternatief
Passieve glazen zijn handig. Maar ze hebben grenzen. De resolutie is gesplitst. Elk oog krijgt slechts de helft van het beeld.
Actieve brillen lossen dit op door gebruik te maken van batterijen en rolluiken. Ze zijn zwaarder. Ze kosten meer. Maar ze leveren een scherper beeld. Ze synchroniseren met de tv, sluiten de linkerlens terwijl het rechterbeeld wordt weergegeven en schakelen vervolgens.
In de volgende sectie zullen we bekijken hoe actieve brillen omgaan met de synchronisatie. Onthoud voorlopig dat de bril geen magie is. Het zijn gewoon lichtfilters.
Hoe actieve brillen diepte creëren
Ingenieurs zijn al jaren geleden gestopt met het vertrouwen op gekleurde plastic lenzen. De nieuwe standaard maakt gebruik van een actieve bril voor een schonere, scherpere 3D-ervaring. In tegenstelling tot anaglyph-brillen, die kleuren uitwassen, gebruiken deze LCD-technologie (liquid crystal display) om licht te manipuleren. Ze hebben ook geen polarisatiefilms op het scherm nodig. In plaats daarvan bepalen ze precies wanneer elk oog het scherm ziet.
De bril is geen passieve rekwisieten. Ze zijn voorzien van infraroodsensoren (IR) die draadloos met uw tv worden gesynchroniseerd. Het scherm wisselt ongelooflijk snel af tussen twee enigszins verschoven beelden. Als je zonder bril naar het scherm kijkt, zie je een wazige puinhoop van twee beelden over elkaar heen.
De LCD-lenzen in de bril wisselen perfect synchroon tussen transparant en ondoorzichtig. Wanneer het rechteroogbeeld op het scherm verschijnt, wordt de linkerlens zwart. Voor het linkeroogbeeld wordt onmiddellijk omgekeerd. Het flikkeren gebeurt te snel voor uw hersenen om het op te merken. Je geest voegt de twee afzonderlijke weergaven samen tot één enkel 3D-beeld.
Waarom vernieuwingsfrequenties belangrijk zijn
Oude LCD- en plasmaschermen hadden moeite met deze methode. Hun vernieuwingsfrequenties waren te laag. Als de tv het beeld niet snel genoeg zou kunnen bijwerken, zouden kijkers de bril zien flikkeren. Het doorbrak de illusie.
Moderne displays hebben dit opgelost. Fabrikanten produceren nu panelen met ongelooflijk snelle vernieuwingsfrequenties. Deze snelheid is essentieel. Het zorgt ervoor dat de afwisselende beelden soepel doorlopen zonder zichtbare haperingen.
3D Ready-televisies
Hoge definitie speelt hier een grote rol. Het is gemakkelijker om 3D in HD te projecteren met een actieve bril dan met een passieve bril. Een passief systeem dwingt de tv om twee volledige beelden tegelijk weer te geven. Dat verdubbelt op elk moment de databelasting op het paneel.
Een actief bril -systeem wisselt de beelden snel af. Hierdoor hoeft de tv slechts één beeldset tegelijk te verwerken. De bandbreedtevereiste is lager. Het resultaat is een duidelijker beeld met minder belasting van de hardware.
Niet elke televisie komt in aanmerking. Om dit te laten werken, heb je specifieke hardware nodig. In het volgende gedeelte wordt precies uiteengezet welke modellen en functies een televisie echt 3D-ready maken.
Actieve 3D-brillen werken niet met zomaar elke tv. Je kunt ze niet aansluiten en magie verwachten. Het kernprobleem is synchronisatie. Het scherm schakelt snel tussen linkeroog- en rechteroogbeelden. De lenzen in uw bril moeten met deze bewegingen perfect open en dicht gaan. Als ze niet synchroon lopen, krijg je dubbelzien of helemaal niets. Dit is waar de stereoscopische synchronisatiesignaalconnector niet onderhandelbaar wordt.
De meeste 3D-ready tv’s en monitoren zijn voorzien van een gespecialiseerde poort voor dit specifieke doel. Het is een gestandaardiseerde drie-pins connector. Het ene uiteinde steek je in de tv. Het andere uiteinde wordt aangesloten op een infraroodzender (IR). Dit kleine apparaatje zit bovenop je scherm en stuurt timingsignalen naar je bril. Het is de brug tussen de digitale videostream en de fysieke bekisting van uw lenzen.
Hoe het synchronisatiesignaal werkt
De connector is gebaseerd op transistor-transistorlogica (TTL). Het is een eenvoudige, robuuste elektrische standaard. Eén pin voert laagspanningsstroom. Een ander is gemalen. De derde pin draagt de daadwerkelijke stereosynchronisatiepuls. Die puls vertelt de bril wanneer hij moet wisselen.
Maar hier is het addertje onder het gras: niet alle actieve brillen zijn gelijk. Er zijn twee dominante stijlen uit het vroege 3D-tijdperk: E-D en ELSA. Ze lijken op elkaar. Ze kosten vergelijkbare bedragen. Maar ze zijn onverenigbaar.
De stereoscopische synchronisatiesignaalstandaard werkt met zenders voor beide stijlen. De bril zelf is echter kieskeurig. Een E-D-zender kan alleen een E-D-bril correct aansturen. Een ELSA-zender kan de bril activeren, maar de timing zal worden omgekeerd.
Bedenk wat er gebeurt als je ze mengt. De E-D-zender zendt een signaal uit met de tekst: “Linkerlens, open.” De ELSA-bril interpreteert hetzelfde signaal als: “Linkerlens, dichtbij.” In plaats daarvan gaat de rechterlens open. Je krijgt voor elk oog het tegenovergestelde beeld. Het is erger dan nutteloos. Het is misselijkmakend.
Waarom uw inhoud er (nog) niet in 3D uitziet
Jij hebt de televisie. Je hebt de zender. Jij hebt de bril. Je drukt op afspelen. En… vlakheid.
Dit is waar contentproviders in beeld komen. Een 3D-ready tv kan geen diepte uit het niets creëren. De videobron moet zijn geoptimaliseerd voor stereoscopische weergave. Sommige studio’s maken native opnames in 3D. Ze gebruiken dubbele lenzen of gespecialiseerde installaties. De beelden zijn klaar voor gebruik.
Anderen proberen bestaand beeldmateriaal te converteren. Postproductieteams kunnen dieptekaarten en shift-lagen toevoegen. Het is arbeidsintensief. En het ziet er vaak kunstmatig uit. Veel aanbieders geven er de voorkeur aan om 3D vanaf dag één in de productiepijplijn in te bouwen.
Op dit moment is de meest betrouwbare manier om 3D-inhoud te bekijken via een computer. Sluit uw pc aan op uw 3D-ready tv met een HDMI-kabel. Stream de video vanaf uw computer. De pc zorgt voor de codering en signaalgeneratie. De tv geeft het gewoon weer. Het is onhandig. Maar het werkt.
Toekomstige hardware zou dit kunnen veranderen. We zullen waarschijnlijk dvd-spelers en Blu-ray-schijven zien die native 3D-signalen rechtstreeks naar tv’s sturen. Kabel- en satellietaanbieders kunnen zelfs 3D-uitzendingen in hun aanbod opnemen. Maar tot die tijd zit je vast aan de oplossing.
Lenticulaire displays
Terwijl actieve brillen het gesprek in de thuisbioscoop domineren, bieden lenticulaire displays een ander pad. Deze schermen gebruiken
Laten we eerlijk zijn. Hoewel holografische technologie tot de verbeelding spreekt, is de realiteit van consumenten-3D rommelig. Je kunt lasers of geprojecteerde mist proberen, maar die methoden zijn te niche of gewoon onpraktisch voor de woonkamer. Ze schalen niet. Ze integreren niet. Ze falen.
Maar er is één methode die je daadwerkelijk hebt gezien, zelfs als je je dat niet realiseerde. Je hebt het gezien in een voetbalstadion. Je hebt het gezien op een bedrijfsgala. Het is gebaseerd op een scherm bedekt met lenticulaire film. Dit komt het dichtst in de buurt van echte, brilloze 3D voor een groot publiek.
Hoe lenticulaire displays werken
Het geheim schuilt in lenticules. Dit zijn microscopische lenzen ingebed aan de onderkant van een speciale film die het scherm bedekt. Het display toont niet één afbeelding. Het toont twee sets van hetzelfde beeld, met elkaar verweven.
Hier is de natuurkunde. De lenzen sturen het licht van het scherm naar je ogen. Eén lens stelt scherp op het beeld van het linkeroog. Een ander richt zich op het beeld van het rechteroog. Je hersenen ontvangen deze twee verschillende perspectieven. Het synthetiseert ze. Je ziet diepte.
Het is een optische truc, maar wel een slimme.
Contentmakers moeten hier het zware werk doen. Ze moeten speciale geïnterlinieerde bestanden maken. Als je deze feed op een standaard LCD-scherm zou bekijken, zou je geen 3D zien. Je zou een wazige puinhoop van dubbele beelden zien. Het systeem is kwetsbaar. Het vereist precisie.
Het sweet spot-probleem
Er is een vangst. Een grote. Lenticulaire weergaven zijn afhankelijk van een ‘sweet spot’.
Je moet in een specifieke positie staan om het effect te krijgen. Ga naar links. Het beeld vervaagt. Ga naar rechts. Het vervormt. Stap op de volgende goede plek en het samenhangende beeld springt weer op zijn plaats. Het is alsof je door een doolhof van licht loopt.
Fabrikanten weten dat dit een beperking is. Sommigen testen camera’s die uw hoofdpositie volgen. De tv past het beeld in realtime aan, zodat u op de goede plek blijft. Het is veelbelovend. Maar wat gebeurt er als er vier mensen kijken? De technologie heeft moeite met meerdere kijkers. Voorlopig is het een solo-ervaring.
De reisziektefactor
Zelfs als je de juiste positie hebt, kunnen je ogen in opstand komen. Sommige gebruikers melden al na een paar minuten bewegingsziekte. Waarom?
Het is het conflict tussen focus en convergentie. Je ogen zijn gericht op het platte scherm. Maar je hersenen proberen samen te komen op een 3D-object dat er niet is. Die mismatch zorgt voor spanning. Het is ongemakkelijk.
Aan de andere kant hoeft u geen actieve sluiterbril te kopen. U hoeft de batterijen niet op te laden. U hoeft zich geen zorgen te maken dat u een paar plastic frames van $ 200 kwijtraakt. Er wordt een beroep gedaan op die eenvoud.
Is 3D-TV een rage of de toekomst?
Zal 3D de volgende standaard worden? Of is het een cyclische trend die om de paar decennia in en uit verdwijnt, zoals bij CRT’s of plasmaschermen? Het is te vroeg om te bellen.
De technologie verbetert. Snellere processors. Betere lenzen. Slimmer volgen. Het duurt misschien niet lang voordat je instinctief duikt wanneer een honkbalspeler een line drive richting de camera slaat. Of misschien accepteren we gewoon dat 3D een feesttruc is en geen dagelijkse truc.
De hardware is klaar. De inhoud is lastig. Het publiek is sceptisch. We wachten af welke partij wint.
